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1、Einführung

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der modernen Industrie werden die Anforderungen an die Qualität und Leistung metallischer Werkstoffe immer höher. Als wichtiges Glied in der Produktion von Stahl und Nichteisenmetallen wirkt sich der Entwicklungsstand der Stranggusstechnologie direkt auf die Qualität und Produktionseffizienz von Metallwerkstoffen aus. Die Vakuum-Stranggusstechnologie basiert auf der traditionellen Stranggusstechnologie, bei der die Form zum Gießen in eine Vakuumumgebung gebracht wird. Es bietet erhebliche Vorteile wie die Reduzierung des Gasgehalts in der Metallschmelze, die Reduzierung von Einschlüssen und die Verbesserung der Qualität des Gussbarrens. Die genaue Steuerung des Metallflusses in einer Vakuumumgebung ist der Schlüssel zur Erzielung hoher QualitätVakuum-Stranggießen.

2、Überblick über die Vakuum-Stranggusstechnologie

（1）Das Prinzip des Vakuum-Stranggießens

Beim Vakuum-Stranggießen wird geschmolzenes Metall in einer Vakuumumgebung in einen Kristallisator eingespritzt und durch Abkühlen und Erstarren ein Gussbarren geformt. In einer Vakuumumgebung nimmt die Löslichkeit von Gasen in der Metallschmelze ab, wodurch Gase leichter entweichen können, wodurch Defekte wie Porosität im Gussbarren reduziert werden. Gleichzeitig kann eine Vakuumumgebung auch den Kontakt zwischen geschmolzenem Metall und Luft verringern und die Entstehung von Oxidation und Einschlüssen verringern.

（2）Eigenschaften des Vakuum-Stranggießens

Verbesserung der Qualität von Gussteilen: Reduzierung von Defekten wie Poren und Einschlüssen sowie Verbesserung der Dichte und Reinheit von Gussteilen.

Verbesserung der Erstarrungsstruktur von Metallen: vorteilhaft für die Verfeinerung der Korngröße und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Metallen.

Produktionskosten senken: Reduzieren Sie nachfolgende Verarbeitungsschritte und verbessern Sie die Produktionseffizienz.

3、Der Einfluss der Vakuumumgebung auf den Metallflüssigkeitsfluss

（1）Verminderte Gaslöslichkeit

In einer Vakuumumgebung ist die Löslichkeit von Gasen in geschmolzenem Metall deutlich verringert, wodurch Gase leichter entweichen und Blasen bilden können. Wenn Blasen nicht rechtzeitig entfernt werden können, bilden sich Defekte wie Luftlöcher im Gussstück, die die Qualität des Gussstücks beeinträchtigen.

（2）Variation der Oberflächenspannung

Die Vakuumumgebung verändert die Oberflächenspannung der Metallflüssigkeit und beeinflusst den Fließzustand und den Erstarrungsprozess der Metallflüssigkeit im Kristallisator. Die Änderung der Oberflächenspannung kann zu einer Änderung der Benetzbarkeit des geschmolzenen Metalls führen und sich auf den Kontaktzustand zwischen dem Gussbarren und der Kristallisatorwand auswirken.

（3）Reduzierter Strömungswiderstand

In einer Vakuumumgebung nimmt der Widerstand der Luft gegenüber dem Fluss des geschmolzenen Metalls ab und die Geschwindigkeit des geschmolzenen Metalls nimmt zu. Dies erfordert eine präzisere Steuerung des Metallflusses, um Phänomene wie Turbulenzen und Spritzer zu verhindern.

4、Schlüsselausrüstung und technische Mittel zur präzisen Steuerung des Metallflusses in Vakuum-Stranggießmaschinen

（1）Kristallisator

Die Funktion des Kristallisators

Der Kristallisator ist die Kernkomponente einer Vakuum-Stranggießmaschine. Seine Hauptfunktion besteht darin, das geschmolzene Metall darin abzukühlen und zu verfestigen, um einen Gussbarren zu bilden. Form und Größe des Kristallisators wirken sich direkt auf die Qualität und Maßhaltigkeit des Gussbarrens aus.

Designanforderungen für Kristallisatoren

Um eine präzise Steuerung des Metallflusses zu erreichen, sollte das Design des Kristallisators die folgenden Anforderungen erfüllen:

(1) Gute Wärmeleitfähigkeit: Kann die Wärme des geschmolzenen Metalls schnell übertragen und sorgt so für die Abkühlgeschwindigkeit des Gussbarrens.

(2) Angemessene Konizität: Die Konizität des Kristallisators sollte auf der Grundlage der Schrumpfungseigenschaften des Gussstücks ausgelegt werden, um einen guten Kontakt zwischen dem Gussstück und der Kristallisatorwand sicherzustellen und Phänomene wie Ziehen und Undichtigkeiten zu verhindern.

(3) Stabile Flüssigkeitsstandskontrolle: Durch präzise Geräte zur Erkennung und Steuerung des Flüssigkeitsstands wird die Stabilität des Metallflüssigkeitsstands im Kristallisator aufrechterhalten und so die Gleichmäßigkeit der Gussqualität gewährleistet.

（2）Stocksystem

Die Funktion des Steckers

Ein Stopfen ist ein wichtiges Gerät zur Steuerung der Durchflussrate und Geschwindigkeit der Metallschmelze in den Kristallisator. Durch die Anpassung der Position des Stoppers können Größe und Geschwindigkeit des Metallflusses präzise gesteuert werden.

Steuerprinzip des Kolbensystems

Das Steckstangensystem besteht normalerweise aus einer Steckstange, einem Antriebsmechanismus und einem Steuersystem. Das Steuersystem passt die Position der Stopfenstange über den Antriebsmechanismus basierend auf Prozessanforderungen und Flüssigkeitsstanderkennungssignalen an und erreicht so eine präzise Steuerung des Metallflüssigkeitsflusses.

（3）Elektromagnetisches Rühren

Das Prinzip des elektromagnetischen Rührens

Beim elektromagnetischen Rühren wird das Prinzip der elektromagnetischen Induktion genutzt, um in flüssigem Metall ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das eine Rührbewegung im flüssigen Metall verursacht. Elektromagnetisches Rühren kann den Fließzustand geschmolzenen Metalls verbessern, das Aufschwimmen von Einschlüssen und das Entweichen von Gasen fördern und die Qualität von Gussteilen verbessern.

Arten und Anwendungen des elektromagnetischen Rührens

Das elektromagnetische Rühren wird in verschiedene Typen unterteilt, z. B. elektromagnetisches Rühren im Kristallisator, elektromagnetisches Rühren in der sekundären Kühlzone und elektromagnetisches Rühren am Ende der Verfestigung. Entsprechend den unterschiedlichen Prozessanforderungen und Anforderungen an die Gussqualität können geeignete Arten des elektromagnetischen Rührens für die Anwendung ausgewählt werden.

（4）System zur Erkennung und Steuerung des Flüssigkeitsstands

Methode zur Erkennung des Flüssigkeitsstands

Die Erkennung des Flüssigkeitsstands ist eine der wichtigsten Verbindungen zur präzisen Steuerung des Metallflüssigkeitsflusses. Zu den häufig verwendeten Methoden zur Erkennung des Flüssigkeitsstands gehören die Erkennung radioaktiver Isotope, die Ultraschallerkennung, die Lasererkennung usw. Diese Erkennungsmethoden bieten den Vorteil einer hohen Genauigkeit und schnellen Reaktionsgeschwindigkeit und können die Änderungen des Flüssigmetallspiegels im Kristallisator in Echtzeit überwachen .

Zusammensetzung und Funktionsprinzip des Flüssigkeitsstandkontrollsystems

Das Flüssigkeitsstandkontrollsystem besteht normalerweise aus Flüssigkeitsstandsensoren, Controllern und Aktoren. Der Flüssigkeitsstandsensor übermittelt das erkannte Flüssigkeitsstandsignal an die Steuerung. Der Controller passt die Position des Kolbens oder andere Steuerparameter über den Aktuator entsprechend den Prozessanforderungen und eingestellten Werten an und erreicht so eine stabile Kontrolle des Metallflüssigkeitsstands.

5、Prozessoptimierung der präzisen Steuerung des Metallflusses in einer Vakuum-Stranggießmaschine

（1）Gießparameter optimieren

Gießtemperatur: Eine angemessene Kontrolle der Gießtemperatur kann die Fließfähigkeit und Füllfähigkeit der Metallflüssigkeit sicherstellen und gleichzeitig übermäßige Temperaturen vermeiden, die zu Oxidation und Ansaugen der Metallflüssigkeit führen können.

Gießgeschwindigkeit: Wählen Sie die geeignete Gießgeschwindigkeit basierend auf der Größe und den Qualitätsanforderungen des Gussbarrens. Eine zu hohe Gießgeschwindigkeit kann zu einem instabilen Metallfluss und damit zu Turbulenzen und Spritzern führen. Eine zu langsame Gießgeschwindigkeit beeinträchtigt die Produktionseffizienz.

（2）Verbessern Sie das Kühlsystem des Kristallisators

Steuerung der Kühlwasserdurchflussrate und der Durchflussrate: Basierend auf den Erstarrungseigenschaften und Qualitätsanforderungen des Gussbarrens sollten die Kühlwasserdurchflussrate und die Durchflussrate des Kristallisators angemessen gesteuert werden, um die Abkühlgeschwindigkeit und Gleichmäßigkeit des Gussbarrens sicherzustellen.

Auswahl der Kühlmethoden: Es können verschiedene Kühlmethoden wie Wasserkühlung und Aerosolkühlung eingesetzt werden, wobei die Auswahl und Optimierung auf spezifische Situationen abgestimmt werden kann.

（3）Kollaborative Steuerung des elektromagnetischen Rühr- und Pfropfenstabsystems

Optimierung elektromagnetischer Rührparameter: Optimieren Sie basierend auf den Qualitätsanforderungen und Prozesseigenschaften des Gussrohlings die Frequenz, Intensität und Rührmethode des elektromagnetischen Rührens, um seine Funktion voll auszunutzen.

Kollaborative Steuerung des Plug-Systems und des elektromagnetischen Rührens: Durch eine sinnvolle Steuerungsstrategie kann die gemeinsame Arbeit des Plug-Systems und des elektromagnetischen Rührens erreicht werden, um die Stabilität des Metallflusses und die Qualität der Gussteile zu verbessern.

6、Abschluss

Die präzise Steuerung des Metallflusses in einer Vakuumumgebung durch aVakuum-Stranggießmaschineist der Schlüssel zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Knüppelproduktion. Durch den Einsatz wichtiger Geräte und technischer Mittel wie Kristallisatoren, Stoppersysteme, elektromagnetisches Rühren, Systeme zur Erkennung und Steuerung des Flüssigkeitsstands sowie durch Prozessoptimierung kann eine präzise Steuerung des Metallflusses effektiv erreicht werden. Mit der Entwicklung intelligenter Technologie und der Anwendung neuer Materialien wird die Vakuum-Stranggusstechnologie auch in Zukunft weiter innovativ sein und sich verbessern und eine zuverlässigere und effizientere technische Unterstützung für die Produktion von Metallmaterialien bieten. Gleichzeitig müssen wir uns auch Herausforderungen wie hohen technischen Schwierigkeiten, hohen Kosten und Talentmangel stellen und die Entwicklung und Anwendung der Vakuum-Stranggusstechnologie durch kontinuierliche Anstrengungen und Innovationen fördern.